A excelente relação custo-peso-desempenho de compósitos poliméricos em relação aos materiais tradicionais tornou-se motivo para o desenvolvimento de materiais avançados para aplicação estrutural, como compósitos epóxi/fibra de carbono, e com isso, novos métodos de processamento, diferentes resinas (matriz) e tecidos de fibras (reforço). Polímeros e seus compósitos apresentam comportamento viscoelástico, e fatores como estabilidade dimensional e resistência mecânica a longo prazo devem ser considerados quando utilizados na indústria aeronáutica. A análise dinâmico-mecânica (DMA) permite a avaliação das propriedades viscoelásticas do material, e ensaios de fluência possibilitam o estudo da deformação do material em função do tempo, sob tensão e temperatura constantes. Neste trabalho, compósitos epóxi/tecido não-dobrável (NCF) de carbono foram produzidos utilizando-se duas técnicas de fabricação: moldagem por transferência de resina com vácuo assistido (VARTM) e infusão de resina em filme (RFI), e uma análise comparativa entre os dois compósitos foi realizada. O módulo de armazenamento, E’, do compósito RFI foi aproximadamente 10 GPa maior ao longo da região vítrea e a Tonset aproximadamente 60°C mais alta em relação ao VARTM. O compósito RFI também apresentou uma região de transição vítrea mais larga (a partir da curva de tan δ). Esses resultados foram associados às relaxações moleculares e maior cooperatividade das cadeias, assim como maior rigidez do compósito RFI. Os ensaios de fluência foram realizados em três diferentes tensões e temperaturas, e o compósito VARTM apresentou maior deformação em função do tempo, indicando uma interface fibra/matriz mais fraca e um compósito menos rígido, e corroborando com os resultados de resistência ao cisalhamento interlaminar, a qual foi maior para o compósito RFI. Os modelos de Findley e de Burger foram aplicados e ambos ajustaram-se bem às curvas experimentais de fluência. Os parâmetros de cada modelo foram associados ao comportamento viscoelástico dos compósitos e relacionados com os demais resultados. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-03-16T17:48:39Z
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Previous issue date: 2017-03-16 / The excellent cost-weigh-performance relationship of polymeric composites compared to traditional materials became a reason to development of advanced materials for structural application such as carbon/epoxy composites, and with that, new processing methods, different resins (matrix) and fabrics (reinforcement) producing. Polymers and their composites present viscoelastic behavior, and so issues such as dimensional stability and long-term resistance must be taken into account when used by aeronautic industry. Dynamic-mechanical analysis (DMA) allows the evaluation of viscoelastic properties, and with creep tests, it is possible to study materials strain as function of time, under constant stress and temperature. In this study, epoxy/carbon NCF composites were manufactured by two techniques: vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and resin film infusion (RFI), and a comparative analysis between both composites was made. Storage modulus, E’, for RFI composite was approximately 10 GPa higher along the glassy region and Tonset approximately 60°C higher than VARTM composite. RFI composite also presented a wider glass transition region (form tan δ curve). These results were associated to the molecular relaxation and higher chain cooperative motion, and to the higher stiffness of RFI composite. Creep strain tests were performed in three different stress levels and temperatures, and VARTM composite presented larger creep strain with time, indicating a weaker interface fiber/matrix and a lower stiffness composite, and corroborating with short-beam shear resistance. Findley and Burger’s model were applied and both agreed well with experimental creep curves. Parameters of each model were associated to composites viscoelastic behavior and they were related to the other results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:vkali40.ucs.br:11338/1844 |
| Date | 15 December 2016 |
| Creators | Lorandi, Natália Pagnoncelli |
| Contributors | Poletto, Matheus, Farias, María Cristina Moré, Wanke, César Henrique, Ornaghi Júnior, Heitor Luiz |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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